numpy.fft.fftn#

fft.fftn(a, s=None, axes=None, norm=None, out=None)[source]#

计算 N 维离散傅里叶变换。

此函数通过快速傅里叶变换(FFT)计算 M 维数组中任意数量轴上的 N 维离散傅里叶变换。

参数:
a类数组

输入数组,可以是复数。

s整数序列,可选

输出的形状(每个变换轴的长度)(s[0] 指轴 0,s[1] 指轴 1,依此类推)。这对应于 fft(x, n) 中的 n。沿任一轴,如果给定形状小于输入形状,则输入会被裁剪。如果更大,则输入会用零填充。

2.0 版更改: 如果为 -1,则使用整个输入(不进行填充/裁剪)。

如果未给定 s,则使用沿 axes 指定轴的输入形状。

自 2.0 版弃用: 如果 s 不为 None,则 axes 也不能为 None

自 2.0 版弃用: s 必须只包含 int 类型,不能包含 None 值。None 值目前表示在相应的 1 维变换中使用 n 的默认值,但此行为已被弃用。

axes整数序列,可选

计算 FFT 的轴。如果未给定,则使用最后 len(s) 个轴,如果 s 也未指定,则使用所有轴。axes 中重复的索引意味着对该轴执行多次变换。

自 2.0 版弃用: 如果指定了 s,则必须也明确指定要变换的相应 axes

norm{"backward", "ortho", "forward"},可选

归一化模式(参见 numpy.fft)。默认为 "backward"。指示正向/反向变换对的哪个方向被缩放以及使用何种归一化因子。

1.20.0 版新增: 添加了 "backward" 和 "forward" 值。

out复数 ndarray,可选

如果提供,结果将放置在此数组中。它应该具有所有轴的适当形状和 dtype(因此与传入除普通 s 之外的所有内容不兼容)。

2.0.0 版新增。

返回:
out复数 ndarray

沿 axes 指示的轴或通过 sa 的组合进行变换后的截断或零填充输入,如上述参数部分所述。

抛出:
ValueError

如果 saxes 长度不同。

IndexError

如果 axes 的某个元素大于 a 的轴数。

另请参阅

numpy.fft

离散傅里叶变换的整体视图,包括使用的定义和约定。

ifftn

fftn 的逆运算,即逆 n 维 FFT。

fft

一维 FFT,包括使用的定义和约定。

rfftn

实数输入的 n 维 FFT。

fft2

二维 FFT。

fftshift

将零频率项移动到数组中心

注意

输出,类似于 fft,在所有轴的低阶角包含零频率项,在所有轴的前半部分包含正频率项,在所有轴的中间包含奈奎斯特频率项,以及在所有轴的后半部分包含负频率项,按负频率递减的顺序排列。

有关详细信息、定义和使用的约定,请参见 numpy.fft

示例

>>> import numpy as np
>>> a = np.mgrid[:3, :3, :3][0]
>>> np.fft.fftn(a, axes=(1, 2))
array([[[ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j], # may vary
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j],
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j]],
       [[ 9.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j],
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j],
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j]],
       [[18.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j],
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j],
        [ 0.+0.j,   0.+0.j,   0.+0.j]]])
>>> np.fft.fftn(a, (2, 2), axes=(0, 1))
array([[[ 2.+0.j,  2.+0.j,  2.+0.j], # may vary
        [ 0.+0.j,  0.+0.j,  0.+0.j]],
       [[-2.+0.j, -2.+0.j, -2.+0.j],
        [ 0.+0.j,  0.+0.j,  0.+0.j]]])
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> [X, Y] = np.meshgrid(2 * np.pi * np.arange(200) / 12,
...                      2 * np.pi * np.arange(200) / 34)
>>> S = np.sin(X) + np.cos(Y) + np.random.uniform(0, 1, X.shape)
>>> FS = np.fft.fftn(S)
>>> plt.imshow(np.log(np.abs(np.fft.fftshift(FS))**2))
<matplotlib.image.AxesImage object at 0x...>
>>> plt.show()
../../_images/numpy-fft-fftn-1.png